Plano Inclinado

1. Introdução

No estudo do movimento, a cinemática, propõe-se descrevê-lo sem se preocupar com as suas causas, sem se preocupar o que causa a nossa variação de velocidade, ao que é realmente relacionado à aceleração. Quando começamos a nos preocupar com as causas do movimento, estamos entrando em uma área da mecânica conhecida como dinâmica.

A análise principal feita na dinâmica começa pelo estudo das forças que atuam sobre o corpo ou sistema de corpos. Levando em consideração a inércia dos corpos de tal sistema.

1.1 Leis de Newton

Então em resumo a primeira lei de Newton descreve o que ocorre com os corpos que estão em equilíbrio, a segunda lei explica o que ocorre quando não há o equilíbrio, e a terceira lei mostra como é o comportamento das forças quando temos dois corpos interagindo entre si, a força que um aplica sobre o outro.

 Primeira Lei de Newton

“Todo o corpo tende a permanecer em estado de repouso ou de movimento em linha reta e com velocidade constante, se nenhuma força atuar sobre ele.”

A tendência que um corpo possui de permanecer em repouso ou em movimento retilínio e uniforme, quando livre da ação de forças ou sujeito a forças cuja resultante é nula, é interpretada como uma propriedade que os corpos possuem denominada Inércia.

 Segunda Lei de Newton

A força é um vetor, o que significa que tem módulo, direção e sentido. Quando várias forças atuam sobre um corpo, elas se somam vetorialmente, para dar lugar a uma força total ou resultante. No Sistema Internacional de unidades (SI), a força é medida em newtons (N).

A força resultante produz, num corpo de massa m uma aceleração a na mesma direção e sentido da força resultante. No nosso caso onde temos um corpo com uma inclinação de um ângulo ᶿ podemos observar, em início, tais forças:

Por definição, sabemos que a força peso é demonstrada pela forma:

Logo, suas decomposições vão se relacionar com um devido ângulo ᶿ, sempre levando em consideração a posição de tal ângulo. Pois a decomposição P.cos ᶿ é sempre equivalente à força “colada” ao ângulo ᶿ. Então de acordo com a própria figura e com o nosso diagrama de forças temos que:

 Terceira Lei de Newton

Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Tanto A exerce força em B, como B exerce força em A. A interação entre corpos é regida pelo principio da ação e reação. Assim toda vez que um corpo A exerce uma força Fa em um corpo B, este também exerce em A uma força Fb tal que estas forças: têm mesma intensidade e direção mas possuem sentidos opostos.

As chamadas forças de ação e reação não se equilibram, não se “anulam” em casos como, por exemplo, força normal e força peso. pois estão aplicadas em corpos diferentes.

2. Objetivos

Ao término dessa prática nós teremos que saber observar as leis de Newton aplicadas em um sistema, saber reconhecer as condições de equilíbrio, determinar as forças que existem em um corpo ou sistema inclinado, e a partir disto encontrar as componentes e analisar seus valores teóricos e experimentais.

3. Material utilizado

- Um plano inclinado composto por: uma haste com dispositivos elevadores rampa (1), uma base com trilhos articuláveis (2) e quatro sapatas niveladoras (opcional) (3);

- Um conjunto de massas acopláveis e gancho lastro (6);

- Um carrinho (5);

- Um dinamômetro de 1 N (4).